Все формулы нахождения ускорения в физике: Ускорение | Физика

Содержание

Все формулы ускорения. Виды ускорения

Когда в физике изучают механическое движение, то внимание обращают на две главные величины – это скорость и ускорение. Знание их зависимости от времени позволяет определить координату тела в пространстве в любой момент. В данной статье приведем все формулы ускорения для разных его видов.

Общее понятие

Ускорение – это физическая величина. Она определяет, насколько быстро изменяется скорость. Как найти ускорение? Формула приведена ниже:

a = dv/dt

То есть величина a – это производная скорости по времени. Данное выражение позволяет рассчитать так называемое полное мгновенное ускорение, то есть характеризует величину в данный конкретный момент времени.

На практике чаще всего бывает важно знать не мгновенное, а некоторое среднее ускорение, с которым тело двигалось в течение определенного времени. Рассчитать его можно по такой формуле:

a = (v2-v1)/(t2-t1).

Здесь v2 и v1 – мгновенные скорости в моменты времени t2 и t1 соответственно.

Криволинейное движение

Ускорение определяет величину изменения скорости. У последней варьируется не один параметр. Она может меняться как по направлению, так и по величине. Если тело движется по прямой линии, то вектор скорости сохраняет свое направление. Для такого перемещения полное ускорение определяется исключительно изменением модуля скорости. Его называют касательным или тангенциальным.

Если же тело перемещается по произвольной криволинейной траектории, то вектор скорости обязательно изменяется. Этот факт приводит к появлению нормальной компоненты ускорения. Рассмотрим подробнее. Раскрывая тему всех формул ускорения, приведем выражение для вычисления нормального ускорения:

an = v2/r

Это равенство позволяет сделать два важных вывода:

  1. Во-первых, нормальная компонента зависит от модуля скорости, а не от его изменения, как тангенциальная составляющая.
  2. Во-вторых, она обратно пропорциональна радиусу кривизны траектории r. Когда тело вращается равномерно по окружности, существует только нормальная компонента.

Чтобы определить модуль полного ускорения, следует воспользоваться такой формулой:

a = √(an2+at2)

Вектор a определяется как сумма векторов an и at, первый из них направлен перпендикулярно траектории к центру ее кривизны, а второй – по касательной к траектории в сторону изменения модуля скорости.

Свободное падение

Так называют вертикальное движение тела в гравитационном поле планеты, осуществляемое под действием силы тяжести. Как правило, соответствующее ускорение обозначают буквой g. Например, для Земли оно составляет 9,81 м/с2. Приведем все формулы для ускорения g:

g = G*M/R2;

g = F/m;

g = 2*h/t2

Первое из приведенных выражений позволяет определить ускорение g, если известны масса планеты M и ее радиус R. G – это гравитационная постоянная. Эта формула следует из закона Всемирного тяготения Ньютона.

Второе выражение – это всем известное уравнение для силы тяжести F, которая действует на тело массой m.

Наконец, третья формула определяет ускорение через высоту падения h и время падения t тела без начальной скорости. Это выражение является одним из основных в кинематике прямолинейного движения.

Угловое ускорение

Этот вид также нельзя оставить без внимания. Приводя все формулы ускорения, стоит отметить, что угловую величину удобно использовать, когда система вращается вокруг некоторой оси. Она определяет быстроту изменения угловой скорости и выражается в радианах в квадратную секунду. Для определения этого вида ускорения применяют следующие формулы:

α = dω/dt = d2θ/dt2;

α = M/I

Первое равенство показывает, что для определения углового ускорения α следует найти производную от угловой скорости ω по времени либо вторую производную по времени от угла поворота θ.

Вторая строчка – это выражение, которое следует из уравнения моментов. Здесь M – момент силы, которая раскручивает систему, I – момент инерции, который играет роль массы тела во время линейного движения.

Скорости и ускорения как производные координаты

Зная координату тела (закон, по которому она изменяется) можно очень многое о движении  этого тела узнать. Например, скорость – первая производная  от координаты. А ускорение – вторая производная, или первая производная скорости.  Если в задаче дано еще и время движения тела – то можно полностью описать движение и найти все его характеристики для данного момента времени.

Ускорение

Задача 1. Точка движется по прямой согласно закону , где м/с, м/c. Определить: среднюю скорость точки в интервале времени от с до с, координату точки в тот момент времени, когда скорость тела будет равна нулю.

Средняя скорость – это отношение пройденного пути ко времени. Время движения очевидно: с. А путь можно определить как :

   

   

   

Чтобы определить скорость, возьмем производную координаты по времени:

   

Если скорость равна 0, то

   

   

Откуда с и м.

Ответ: м/с, м.

 

Задача 2. Точка движется вдоль оси по закону . Найти направление движения в моменты времени: а) с; б) с. Чему будут равны ускорения в эти моменты времени?

Чтобы определить направление движения, нам надо узнать знак скорости в данные моменты времени. Определим сначала скорость тела как производную координаты:

   

Тогда

   

   

Поэтому в момент времени тело движется в положительном направлении, а в момент времени – в отрицательном.

Определим ускорение как вторую производную от координаты, или первую производную скорости по времени:

   

   

   

Ответ: м/с, движение по оси, м/с, м/с, движение против оси, м/с.

 

Задача 3. Тело движется прямолинейно, причем скорость зависит от времени по закону: . Определить зависимость ускорения от времени . Каково значение ускорения при с?

Чтобы найти ускорение, возьмем производную скорости:

   

При имеем:

   

Ответ: , м/с.

Ускорение свободного падения в физике – формула и определение

Земля, как и любое физическое тело, обладает гравитационным полем, искривляющим пространство-время. Наблюдая проявления закона всемирного тяготения, люди выяснили, что скорость предмета, падающего на поверхность планеты, постоянно возрастает. Таким образом был открыт закон и рассчитано ускорение свободного падения.

История открытия

Учёные Древней Греции разделяли любое движение на два типа: естественное и принудительное. Перемещение тела под воздействием гравитации считалось естественным, так как не имело видимой причины и происходило само собой.

Аристотель считал, что скорость падения напрямую зависит от массы. Это ошибочное утверждение родилось в результате примитивных наблюдений. Философ приводил в пример движение к земле яблок и листьев. Очевидно, что последние летели гораздо медленнее. Исследователи тех времён ещё очень мало понимали в физике. Такие понятия, как сопротивление воздуха и ускорение были неизвестны.

Утверждения Аристотеля считались неоспоримым постулатом вплоть до начала XVII века. Галилео Галлилей решительно отверг древнюю классификацию движения. В результате проведения нескольких опытов с движением тела по наклонной плоскости, учёный ввёл понятие ускорения.

Определение ускорения свободного падения в физике

Основное внимание Галлилей уделял изучению процесса свободного падения. Самым знаменитым стал эксперимент, проведённый на Пизанской башне.

С сооружения высотой 60-м были одновременно сброшены два предмета:

  • маленький металлический шарик весом в пол фунта;
  • большая круглая бомба, весившая 100 фунтов.

Результат был просто ошеломляющим. Оба тела достигли земли практически одновременно, а небольшая разница была объяснена силой сопротивления воздушной среды. Надо заметить, что наука тех лет существенно отличалась от сегодняшней. Считалось, что воздух не мешает падению, а, напротив, увеличивает его скорость.

Ещё одним заблуждением того времени было утверждение о том, что любое движение со временем прекращается, даже если на его пути нет преград. Галлилей опроверг и этот ошибочный закон физики, введя определение инерции.

В XVI веке ещё не существовало точных хронометров. Из-за этого ускорение падения тел с Пизанской башни было рассчитано довольно грубо. Для более точного измерения учёный изучал равноускоренное движение шарика по наклонной плоскости. А более или менее правильное значение ускорения сумел вычислить Гюйгенс в 1660 г.

Физическая сущность

Свободным падением может называться равноускоренное движение тела в результате действующей на него силы тяжести, происходящее в вакууме.2. Из-за воздействия центробежных сил на экваторе его значение немного меньше, а на полюсах, соответственно, больше.

Величина ускорения свободного падения зависит от нескольких факторов:

  • географических координат, точнее, широты;
  • расстояния до поверхности планеты;
  • времени суток;
  • геомагнитных аномалий.

Вектор свободного падения всегда направлен вниз. Это можно наглядно увидеть, подбросив какой-либо предмет. Благодаря воздействию ускорения, его движение будет постепенно замедляться. Затем оно полностью остановится и направится в обратную сторону.

Формулы для расчёта

Галилей понимал, что исследование падения тел с Пизанской башни является несовершенным. Был поставлен новый эксперимент, в котором учёному удалось увеличить время движения и уменьшить сопротивление воздуха. Отполированные латунные шарики скатывались по желобам, расположенным под определённым углом наклона. 2), где:

  • G — гравитационная постоянная;
  • M — масса планеты;
  • R — радиус планеты.

При помощи этой зависимости можно рассчитать значение g на поверхности любой планеты во вселенной.

Существуют задачи, для решения которых необходим более точный расчёт. В таком случае используется другая, расширенная формула: g=G (M/(R2+h)), ​где h — это высота над поверхностью планеты.

Стоит помнить, что для максимальной точности расчётов придётся учитывать большое количество факторов. Ускорение может измеряться при помощи специального прибора — гравиметра.

Ускорение на других планетах

Как видно из формулы, гравитационное ускорение напрямую зависит от массы и радиуса планеты. Из этого следует, что значение g на других планетах будет отличаться от земного.

Таблица показателя ускорения g для основных объектов Солнечной системы.

Наименование Ускорение, м/с. 2
Солнце 274,01
Венера 8,87
Земля 9,81
Марс 3,72
Юпитер 25,8
Сатурн 11,54
Уран 9,04
Меркурий 3,73
Нептун 11,33
Луна 1,69

Солнце является самым большим объектом в солнечной системе, его масса почти в 300 тыс. раз больше земной. Но как можно заметить из таблицы, ускорение на поверхности звезды превышает земное всего в 28 раз. Это объясняется огромным радиусом светила.

Во вселенной существуют очень компактные объекты с невероятной плотностью и чудовищным притяжением. Если взять среднюю нейтронную звезду с радиусом 13 км и массой 2,5*10 30 кг, то ускорение на её поверхности превысит земное в 100 млрд раз и составит довольно внушительное число — 9,87*10^11м/с.2

Воздействие перегрузок на человека

Благодаря научно-техническому прогрессу и стремительному развитию технологий, современный человек имеет возможность пользоваться довольно быстрыми средствами передвижения. Чтобы попасть в любую точку планеты на самолёте, потребуется не более суток. Быстрая скорость передвижения неминуемо связана с таким понятием, как перегрузка.

Любая перегрузка являет собой отношение двух ускорений:

  • негравитационного;
  • свободного падения.

За единицу измерения принято брать гравитационное ускорение на Земле — 9,80665 м/с². Таким образом, нулевую перегрузку можно ощутить на себе лишь в невесомости.

Перегрузка является векторной величиной. Для людей и других живых организмов огромное значение имеет её направление. Это связано с тем, что организм приспособлен к постоянному воздействию гравитационного ускорения.

Характер положительной перегрузки заключается в том, что её вектор направлен вниз — от головы к ногам. Кровь оттекает от мозга и при показателе более 10 g человек может потерять сознание за считаные секунды. При отрицательном значении кровь, напротив, бьёт в голову. Это переносится гораздо хуже и может привести к кровоизлиянию и смерти.

Показатель перегрузки для различных ситуаций:

Пример Показатель, g
Статичное положение, 1
Взлёт пассажирского авиалайнера 1,5
Приземление на парашюте 1,8
Раскрытие купола 10−16
Спуск космического аппарата «Союз» 3−4
Высший пилотаж на спортивном самолёте от -7 до +12
Максимальная длительная перегрузка, переносимая человеком 8−10
Аварийный спуск из космоса 20−26
Рекордная не смертельная перегрузка при автокатастрофе 214
Торможение автоматического аппарата в атмосфере Венеры 350
Предел прочности твердотельного накопителя информации 1500
Снаряд в момент выстрела 47 тыс.

Военным и спортивным лётчикам приходится постоянно испытывать большие перегрузки. Для уменьшения вредного воздействия на организм существуют специальные защитные костюмы.

Переносить перегрузку лучше всего лёжа на спине. Именно в таком положении находятся космонавты при взлёте ракет.

Предыдущая

ФизикаТеплообмен – основные виды в физике, суть и примеры

Следующая

ФизикаВиды теплопередачи в физике

Калькулятор углового ускорения

Калькулятор углового ускорения помогает определить угловое ускорение объекта, который вращается или движется по окружности. Как вы скоро увидите, формула углового ускорения отличается от ускорения при прямолинейном движении, которое вы, вероятно, очень хорошо знаете. Продолжайте читать, если хотите узнать, что такое единицы углового ускорения и что такое уравнение углового ускорения. Вы узнаете, что вы можете вычислить его с помощью нашего калькулятора углового ускорения двумя разными способами.Вы также можете воспользоваться нашим калькулятором центробежной силы, который тоже предназначен для кругового движения.

Определение углового ускорения

Вращательное движение объекта обычно описывается физической величиной, называемой угловой скоростью. Он измеряет угол, на который объект повернулся за определенное время. Например, представьте, что карусель в парке развлечений совершает полный оборот за десять секунд. Его угловая скорость составляет один оборот (360 °) за десять секунд или 36 ° в секунду.

Предположим, наша карусель начинает вращаться все быстрее и быстрее, не на 36 °, а на 50 °, затем 64 ° в секунду. Угловое ускорение описывает эту скорость изменения угловой скорости и вызвано крутящим моментом.

Формула углового ускорения

Угловое ускорение можно вычислить с помощью нашего калькулятора углового ускорения двумя способами. Мы используем следующие уравнения углового ускорения:

α = (ω₂ - ω₁) / t или α = a / R

где

  • α – угловое ускорение,
  • ω₁ – начальная угловая скорость,
  • ω₂ – конечная угловая скорость,
  • t – время изменения угловой скорости,
  • a – тангенциальное ускорение,
  • R – радиус окружности (или расстояние от оси вращения).

Касательное ускорение действует как линейное ускорение, перпендикулярное радиусу окружности.

Блоки углового ускорения

Есть несколько различных единиц, которые можно использовать для выражения углового ускорения:

  • наиболее распространенными являются единицы измерения угла на секунду в квадрате (например, рад / с² , ° / с² ). Этот блок хорошо иллюстрирует значение углового ускорения, поскольку линейное ускорение выражается в м / с² или
    фут / с²
    .
  • иногда мы опускаем числитель, оставляя только 1 / с² .
  • , поскольку угловая скорость может быть выражена в герцах Гц = 1 / с , мы также можем использовать это при получении углового ускорения Гц / с . Мы использовали это соглашение в нашем калькуляторе углового ускорения.

Преобразование между вышеуказанными единицами углового ускорения выглядит следующим образом: рад / с² = 1 / с² = Гц / с . Вы также можете воспользоваться нашим калькулятором преобразования углов!

Калькулятор ускорения – среднее ускорение по формуле

Калькулятор ускорения – это инструмент, который позволяет рассчитать ускорение, соответствующее различным формулам ускорения.Да, расчет ускорения становится эффективным с помощью этого инструмента, поскольку он исключает риск ошибки ручных расчетов.

Калькулятор ускорения не только помогает рассчитать ускорение, но также помогает рассчитать различные параметры, соответствующие ускорению. Что ж, этот пост поможет вам понять, как найти ускорение, формулу ускорения и все, что вам нужно знать о термине «ускорение».

Итак, давайте начнем с основного определения ускорения в физике!

Что такое ускорение в физике?

В физике мы определяем ускорение как скорость, с которой скорость любого объекта изменяется с течением времени.Он входит в категорию векторных величин вместе с величиной и направлением. Например, если какая-либо машина замедлится, то ее ускорение будет в направлении, противоположном ее движению. Более того, мы можем сказать, что всякий раз, когда скорость любого объекта изменится, он будет распознаваться как ускоряющийся объект.

В общеупотребительном английском слово ускорение часто используется для обозначения состояния, в котором скорость увеличивается. Если скорость любого автомобиля или объекта увеличивается, это называется ускорением.С другой стороны, если скорость уменьшается, это называется замедлением. Если направление движения любого движущегося объекта меняется, это будет считаться центростремительным ускорением. Для простого понимания можно сделать вывод, что если яблоко падает, то оно будет известно как ускоряющийся объект. И, если вам нужно найти скорость / скорость движущегося объекта, попробуйте этот простой калькулятор скорости.

Направление ускорения:

В физике понятие ускорения очень обширно.У разгона всегда есть какое-то направление. Если объект n движется вверх или вправо, то ускорение будет положительным. Если объект движется влево или вниз, то это будет считаться отрицательным ускорением.

Типы ускорения:

В физике описаны четыре основных типа ускорения.

Униформа:

Если скорость любого объекта не меняется и остается постоянной, то объект будет иметь равномерное ускорение.Например, если машина часами движется с одинаковой скоростью.

Неоднородный:

Если скорость увеличивается или уменьшается со временем, это называется неравномерным ускорением. Например, если автомобиль движется в очень людном месте, скорость не будет постоянной.

Среднее ускорение:

Это можно объяснить как общее изменение скорости в любой конкретный период времени, деленное на общее фактическое время, затраченное объектом на изменение.Он будет представлен ā.

Мгновенное ускорение:

Это объясняется как предел среднего ускорения, при котором общее время считается равным нулю. Считается, что это производная скорости по времени.

Какова формула ускорения?

Стандартное уравнение ускорения представляет все те переменные, которые используются при создании формул ускорения. Эти переменные – общее время, изменение во времени, начальная скорость, конечная скорость и изменение скорости.Если мы знаем значения всех этих переменных, мы можем использовать калькулятор ускорения, чтобы получить окончательный желаемый результат.

Ускорение с дистанцией:

Ускорение с расстоянием можно рассчитать по следующей формуле.

Формула: a = (v2 – u2) / 2s

a = ускорение,

v = конечная скорость,

u = начальная скорость и

с = пройденное расстояние между начальной и конечной скоростью.

Это применимо только в случае постоянного ускорения.

Среднее ускорение:

Если у нас есть значения двух скоростей, тогда будет применима формула среднего ускорения.

Формула: a = Δv / Δt

  • a = ускорение
  • Δv = изменение скорости
  • Δt = изменение во времени

В приведенной выше формуле:

Δv = изменение скорости и может быть упрощено как Vf – Vi

Δt = изменение во времени и может быть упрощено как Tf – Ti

Ускорение с помощью силы:

Другая формула для расчета ускорения – найти его через силу.

Формула: F = ma

  • F = общая сила
  • M = масса
  • A = ускорение

Вышеуказанная формула может быть упрощена следующим образом:

После преобразования уравнения ускорения получим: a = F / m.

Эта формула обычно применяется всякий раз, когда нам нужно рассчитать величину ускорения.

Различные уравнения ускорения:

Ниже описаны три основных уравнения ускорения:

  • Уравнение среднего ускорения: ускорение = конечная скорость – начальная скорость / время = изменение скорости / времени.
  • Уравнение ускорения как производная закона движения Ньютона F = ma. После перестановки мы получим a = F / m, где F представляет силу, а m представляет массу объекта.
  • Уравнение ускорения для расстояния и скорости a = 2 * (Δd – v_i * Δt) / Δt². Кроме того, калькулятор ускорения – это инструмент, который автоматически выполняет все эти уравнения.

Блоки ускорения:

, если мы хотим рассчитать ускорение вручную, то единственное, что нам нужно, это формула ускорения в соответствии с заданными ситуациями.В таких условиях мы должны ставить единицы, запоминая их. Другим вариантом является использование калькулятора ускорения, и в этом случае нет необходимости бороться с единицами измерения, поскольку он автоматически даст ответ вместе с подходящими требуемыми единицами. Некоторые из систем единиц для ускорения приведены ниже.

Международная система единиц:

, когда мы делаем вычисления для получения значений ускорения, тогда это включает деление скорости на продолжительность времени.Если мы посмотрим на это в системе единиц СИ, это будет деление метра в секунду на общую секунду. Деление расстояния на изменение во времени два раза аналогично делению расстояния на временной квадрат. Таким образом, согласно международной системе единиц, мы используем «метр в секунду в квадрате» как единицу ускорения.

Система естественных единиц:

Еще одна часто используемая единица измерения ускорения – «стандартное ускорение свободного падения».Этот блок дает точную информацию об определенном значении 9,80665 м / с2. Однако в повседневной работе мы обычно используем 9,8 м / с2. или 10 м / с2 для быстрой оценки. Эта единица обычно обозначается латинским g, а иногда и курсивом g.

Система единиц Гаусса:

В символической форме эта единица представлена ​​как:

  • Гал = см / с2
  • 1000 мГал = 1 галлон

gal – это название единицы, которое будет написано строчными буквами, но символ этой единицы будет написан прописной формой как Gal.Слово gal было дано этому отряду в честь великого ученого Галилея. Он был первым, кто изучал ускорение, создаваемое силой тяжести.

О калькуляторе ускорения:

Калькулятор ускорения – это инструмент, с помощью которого вы можете рассчитать ускорение, используя различные методы ускорения (уравнения). Этот калькулятор учитывается для определения смещения, пройденного расстояния, начальной скорости, конечной скорости, разницы скоростей, среднего ускорения, постоянного ускорения, времени, силы и массы.

Как найти ускорение с помощью калькулятора для ускорения:

Все, что вам нужно, чтобы придерживаться заданных шагов, чтобы выполнять расчеты ускорения по разным формулам:

Расчет ускорения с разницей скорости:

Входы:

Доступны четыре поля ввода, это:

  • Начальная скорость
  • Конечная скорость
  • Время
  • Разгон

Все, что вам нужно, чтобы ввести три известных значения в вышеуказанные поля, чтобы узнать неизвестное значение.

Выходы:

  • После того, как вы ввели три известных значения, нажмите кнопку «Рассчитать», калькулятор выдаст четвертое значение.
Расчет ускорения с пройденным расстоянием:

Входы:

Здесь вы найдете четыре поля ввода, это:

  • Начальная скорость
  • Расстояние
  • Время
  • Разгон

Вам просто нужно добавить любые три известных значения в эти поля ввода, чтобы узнать неизвестное значение.

Выходы:

  • После того, как вы добавили значения в три известных поля, нажмите кнопку «Рассчитать», калькулятор покажет вам четвертое значение.
Вычислить ускорение с помощью силы и массы (второй закон движения Ньютона):

Входы:

Доступны три поля ввода, это:

  • Масса
  • Чистая сила
  • Разгон

Что ж, вам просто нужно ввести любое из двух значений в указанные поля, чтобы найти третье.

Выходы:

  • После того, как вы ввели два известных значения, нажмите кнопку «Рассчитать», калькулятор мгновенно вычислит третье значение.
Расчет для постоянного ускорения:

Входы:

Доступно пять полей ввода, включая:

  • Рабочий объем (∆x)
  • Начальная скорость
  • Конечная скорость
  • Истекшее время
  • Постоянное ускорение

Все, что вам нужно, чтобы ввести любые три значения в указанные поля, чтобы найти другие значения.

Выходы:

После того, как вы добавили три известных значения, вы должны нажать кнопку расчета, калькулятор для постоянного ускорения сгенерирует:

  • Начальная скорость
  • Конечная скорость
  • Время
  • Постоянное ускорение
  • Рабочий объем
  • Средняя скорость
  • Построить график зависимости скорости (м / с) от времени (с)
  • Построение графика зависимости смещения (м) от времени (с)
Расчет среднего ускорения:

Входы:

Здесь вы можете найти пять полей ввода, это:

  • Начальная скорость
  • Конечная скорость
  • Начальное время
  • Окончательное время
  • Среднее ускорение

Вам просто нужно ввести любые четыре известных значения в поля этого калькулятора для ускорения, чтобы найти пятое.

Выходы:

После добавления четырех известных значений в вышеуказанные поля нажмите кнопку «Рассчитать», калькулятор среднего ускорения вычислит пятое.

Знаете ли вы!

И ускорение, и скорость называются векторными величинами, это означает, что они включают направление движения. Концепции, в которых не указывается направление, называются скалярными величинами. Длина, скорость и количество яблок в ведре являются примерами скалярных величин.

Как рассчитать ускорение (вручную)? Калькулятор ускорения

– это самый простой и легкий способ рассчитать ускорение, но мы можем сделать это и вручную, воспользовавшись уравнением ускорения. Ниже приведены некоторые примеры ручного расчета.

Пример ускорения (решенный):

Как рассчитать ускорение автомобиля, движущегося с постоянной скоростью?

В этом случае начальная и конечная скорости будут одинаковыми, поскольку автомобиль движется с постоянной скоростью.По формуле: a = Vf – Vi = 0

Так как скорости у нас одинаковые, то и ускорение будет нулевым.

Пример:

Если поезд движется с постоянной скоростью v = 5 м.с-1, и капитан иногда останавливает поезд на станции, а затем снова ускоряется вперед. Через 20 секунд капитан, наконец, прекращает ускорение и поддерживает постоянную скорость v = 25 м.с-1. В таком случае с каким будет ускорение поезда?

Vi = 5 м.с-1

Vf = 25 м.с

T = 20 с

Мы будем использовать формулу для среднего ускорения и подставим в нее следующие значения.

а = vf − vit

а = 25-520

а = 1 м.с-2

В этом случае ускорение поезда составит 1 м.с-2

Пример:

Какой будет конечная скорость камня, брошенного вниз из третьей квартиры в здании. Если этот камень падает на землю через 18 секунд и его ускорение под действием силы тяжести составляет g = 9.80 м.с-2.

vi = 0 м.с-1

vf =?

a = g = 9,80 м.с-2

t = 18 с

применим формулу среднего ускорения.

а = vf − vit

Измените формулу: vf = vi + at

vf = 0+ (9.80 × 18)

vf = 176,4 м.с-1

– вот как мы можем вычислить конечную скорость, изменив формулу ускорения. Чтобы избежать путаницы, связанной с такими расчетами, вы можете проверить результаты с помощью калькулятора ускорения для проверки.

Как рассчитать ускорение по скорости и расстоянию?

Кинематика – это раздел физики, связанный с объяснением всех движущихся объектов. Эта ветвь обычно выражает формулы, которые находят одну величину, например формулу ускорения с расстоянием или скоростью, с помощью информации о двух других величинах. Это дает вам следующее уравнение, чтобы найти ускорение с учетом скорости или расстояния:

а = (v2 – u2) / 2с

, если у нас есть следующие значения:

V2 = 4

U2 = 2

S = 4

16–8 = 8/8

а = 1

Следовательно, ускорение с расстоянием и скоростью будет равно 1.

Часто задаваемые вопросы (ускорение):

Как найти ускорение со скоростью и временем?

Когда дело доходит до расчета ускорения, оно включает деление скорости на время – или, в единицах СИ, необходимо разделить метр в секунду (м / с) на секунду (с). Кроме того, деление расстояния на время дважды обозначается так же, как деление на квадрат времени. Таким образом, единицей ускорения в системе СИ является м / с² (метр на секунду в квадрате).

Ускорение – векторное или скалярное?

Да, ускорение считается векторной величиной, поскольку оно имеет как величину, так и направление – и оно указывается как скорость, с которой объект изменяет свою скорость.Согласно оптимистическому исследованию физики, объект считается ускоряющимся, если он меняет свою скорость.

Как найти начальное ускорение?

Ну, вы можете изменить эту формулу для расчета ускорения, все, что вам нужно, разделить обе стороны на массу, так что: a = F / m. Чтобы просто вычислить ускорение, вам нужно разделить силу на массу ускоряемого объекта.

Что такое ускорение во времени?

Поскольку ускорение – это то, что называется изменением скорости с течением времени, единицы ускорения указываются как единицы скорости, разделенные на единицы времени, то есть (м / с) / с или (миль / час) / с.С математической точки зрения, единицу измерения (м / с) / с можно упростить до м / с².

Может ли тело иметь скорость без ускорения?

Да, тело, которое движется с постоянной скоростью, имеет скорость без ускорения.

Что такое отрицательное ускорение?

Принцип физики гласит, что когда объект замедляется; ускорение происходит в направлении, противоположном скорости, говорят, что этот объект имеет отрицательное ускорение.Фактически, отрицательное ускорение называется замедлением, а иногда отрицательное ускорение также называется замедлением, которое противоположно положительному ускорению.

В чем разница между скоростью и ускорением?

Скорость называется скоростью, с которой объект движется в определенном направлении, а ускорение – это то, что показывает, как скорость этого объекта изменяется со временем. И скорость, и ускорение имеют величину и направление, но их единицы различаются, т.е. e м / с и м / с² соответственно.

Постоянное ускорение – это то же самое, что и равномерное ускорение?

Нет, они разные, давайте посмотрим:

Постоянное ускорение – это то же значение ускорения за период времени.

Например:

T = 1, a = 6 и T = 2, a = 6

Равномерное ускорение – это то же значение ускорения за период времени.

Например:

T = 0, a = 2, T = 2, a = 4 и T = 4 и a = 6.2 + 2

Где;

  • v считается конечной скоростью
  • u называется начальной скоростью
  • a называется ускорением
  • с обозначается как рабочий объем

Посчитайте эту формулу ускорения, чтобы найти ускорение!

Может ли ускорение стать нулевым?

Да – если объект не движется или движется с постоянной скоростью по прямой линии, ускорение считается нулевым.

Какова формула чистой силы?

Когда к объекту прикладывается сила, на него действует не только приложенная сила, но и несколько других сил, таких как сила трения Ff, гравитационная сила Fg и нормальная сила, которая уравновешивает другие силы. И чистая сила называется суммой всех сил, действующих на объект.

Формула чистой силы:

FNet = Fa + Fg + Ff + FN

Как рассчитать среднее ускорение, если не указано время, а указаны расстояние и скорость?

Все, что вам нужно, просто разделить расстояние на скорость, чтобы узнать время, и применить полученные значения в формуле ускорения.

Как рассчитать среднее ускорение по средней скорости?

Здесь вам нужно время, чтобы вычислить среднее ускорение, которое обозначается как скорость / время.

Как мне рассчитать окончательное время, если я знаю начальную и конечную скорости?

Вы должны вычесть конечную скорость из начальной, а затем просто разделить это на общее время, ответ будет указан как конечное время.

Как узнать величину ускорения?

Все, что вам нужно, чтобы рассчитать величину ускорения, придерживаясь указанных шагов:

  • Прежде всего, вам нужно преобразовать величину силы в
  • Ньютона.
  • Затем необходимо изменить массу объекта на кг (килограммы)
  • Наконец, вы должны умножить оба значения на вместе, чтобы вычислить ускорение в м / с².

Как масса влияет на ускорение?

Исследования физики показывают, что если сила, с которой объект толкает, остается неизменной, то ускорение увеличивается по мере увеличения массы.Все это произошло как F / m = a, поэтому помните, что по мере увеличения массы фракция становится все меньше и меньше.

Еда на вынос:

Имейте в виду, что среднее ускорение движущегося объекта зависит от его начальной скорости, конечной скорости и изменения во времени, которое потребовалось для преодоления определенного расстояния. Более того, это напрямую связано с законом движения Ньютона. Этот инструмент поможет вам вкратце понять, как легко рассчитывать различные параметры ускорения в мгновение ока.

Артикул:

Из источника Википедия, бесплатная энциклопедия – Простое определение ускорения (физика) вместе со свойствами – единицы и формулы для ускорения

Из источника (Physicsinfo) – Подробное руководство по ускорению – Единицы ускорения – пример ускорения – Ускорение различных событий

Источник физического класса предоставил вам: ускорение и второй закон движения Ньютона – исследуйте все об ускорении и направлении чистой силы и ускорения

Из источника wikihow – В соавторстве с Шоном Александером, MS – Как рассчитать ускорение (методы) – Расчет среднего ускорения по двум скоростям – Расчет ускорения по силе

Расстояние, скорость и ускорение

Основные отношения

Вспомните из нашего исследования производных, что если \ (x \ left (t \ right) \) – это положение объекта, движущегося по прямой в момент времени \ (t, \), то скорость объекта равна. {{t_2}} {\ left | {v \ left (t \ right)} \ right | dt}.2}}} {2}. \]

Решенные проблемы

Щелкните или коснитесь проблемы, чтобы увидеть решение.

Пример 1

Скорость объекта определяется уравнением \ [v \ left (t \ right) = \ sqrt {4 + t}, \], где скорость \ (v \) измеряется в \ (\ frac {\ text {m}} {\ text {s}}, \) время \ (t \) измеряется в секундах. Найдите расстояние, пройденное объектом за первые \ (5 \, \ text {sec}. \)

Пример 2

Частица движется по прямой в положительном направлении оси \ (x – \) со скоростью, заданной уравнением \ [v = 2 \ sqrt {x} \, \ left ({\ frac {\ text {m }} {\ text {s}}} \ right).\] Предполагая, что \ (x \ left ({t = 0} \ right) = 0, \) найдите время \ (t \), которое требуется частице, чтобы покрыть первый \ (100 \, \ text {m} \) пути.

Пример 3

Начиная с момента времени \ (t = 0, \) объект движется по прямой со скоростью \ [v \ left (t \ right) = 6 – 2t. \]. t {\ sqrt {4 + u} du} , \]

где \ (u \) – внутренняя переменная, которая не влияет на вычисление интеграла.3}} – 8} \ right] = \ frac {2} {3} \ cdot 19 = \ frac {{38}} {3} \ приблизительно 12,7 \, \ text {m} \]

Пример 2.

Частица движется по прямой в положительном направлении оси \ (x – \) со скоростью, заданной уравнением \ [v = 2 \ sqrt {x} \, \ left ({\ frac {\ text {m }} {\ text {s}}} \ right). \] Предполагая, что \ (x \ left ({t = 0} \ right) = 0, \) найдите время \ (t \), которое требуется частице, чтобы покрыть первый \ (100 \, \ text {m} \) пути.

Решение.

Уравнение движения частицы имеет вид

\ [v = \ frac {{dx}} {{dt}} = 2 \ sqrt x.\]

У нас есть простое дифференциальное уравнение, которое описывает положение частицы как функцию времени. Разделив переменные и интегрировав обе стороны, получим:

\ [\ frac {{dx}} {{\ sqrt x}} = 2dt, \; \; \ Rightarrow \ int {\ frac {{dx}} {{\ sqrt x}}} = 2 \ int {dt}, \; \; \ Rightarrow 2 \ sqrt x = 2t + C, \; \; \ Rightarrow \ sqrt x = t + C. 5 {\ left ({6 – 2t} \ справа) dt} = \ left.2}}} \ примерно 1,82 \, \ text {m} \]

См. Другие проблемы на странице 2.

Расчет ускорения с использованием силы и массы

Как это обычно бывает в математике и физике, формулы и эксперименты обычно начинаются с любопытства – даже если это что-то очень простое. Что заставило яблоко упасть с дерева? Почему мяч двигался быстрее, когда катился с горы? Эти простые вопросы превращаются в более сложные. Как измерить ускорение мяча и яблока? Кто-то уже ответил за нас на этот вопрос.

Мы используем силу и массу.

Масса

Каждый объект в этой вселенной имеет массу, кроме фотонов (частицы, несущей свет). Масса – это общее количество вещества в объекте. В атоме протоны, нейтроны и электроны составляют его полную массу.

Распространенное заблуждение состоит в том, что масса равна весу. Это неправда. Масса более фундаментальна, это общее количество вещества объекта, выраженное в килограммах. Вес – это производная от массы. Вы можете рассчитать вес, умножив массу на силу тяжести.Вес объекта отличается на других планетных телах, где сила тяжести меняется. Но объект всегда будет сохранять одну и ту же массу.

Сила

Сила – это толкание и / или тяга, действующие на объект. Сила, действующая на объект, заставляет объект двигаться, ускоряться, останавливаться, замедляться или менять направление. У силы есть величина и направление. Мы измеряем величину силы в Ньютонах или Кгм / с2 (килограмм-метр на секунду в квадрате), названном в честь отца физики Исаака Ньютона. Направление силы измеряется в градусах или радианах.

Разгон

Ускорение – это изменение скорости объекта. Мяч, катящийся с горы, испытывает ускорение, потому что он движется все быстрее и быстрее по мере того, как мяч катится. Мяч, катящийся по ровному полю, является замедлением, потому что мяч становится все медленнее и медленнее по мере того, как земля прикладывает к мячу трение, которое также усиливается гравитацией. Мы измеряем ускорение в метрах в секунду в квадрате (м / с2)

Расчет ускорения

Второй закон Ньютона

Математик и физик сэр Исаак Ньютон заложил основы основных принципов физики.В своей книге «Principia Mathematica Philosophiae Naturalis» он разработал три закона движения.

Его второй закон, в частности, заставляет наши вычисления работать. В чистом виде закон гласит: «Изменение движения всегда пропорционально действующей движущей силе и производится в направлении правой линии, в которой эта сила воздействует».

Это означает, что векторная сумма сил (F = ньютонов), приложенных к объекту, равна его массе (m = килограммы), умноженной на его ускорение (a = метр / секунду).

В реальном мире на объект действует множество различных сил, даже если эта сила стоит на месте. Направление и сила ветра, сила тяжести и трение о грунт – вот некоторые из многих факторов. Векторная сумма означает общее направление силы после ее сложения.

В академическом смысле мы часто игнорируем эту переменную как константу. Определение источника и величины сил, действующих на объект, может быть гораздо более сложной задачей, чем выполнение уравнения.

Уравнение

Второй закон Ньютона приводит нас к красивому простому уравнению:

F = m x

Теперь, поскольку мы решаем для ускорения (a), мы можем изменить это уравнение на:

a = Ф / м

Да! Это так просто.

Пример

Катящийся шар

Мы собираемся использовать вопрос, который мы задавали ранее, в качестве примера.

Мяч массой 10 кг катится вниз с общей силой 50 Н. Предположим, что направление общей силы перпендикулярно склону холма, каково ускорение мяча?

Из этого вопроса мы можем сделать вывод, что:

F = 50N

м = 10 кг

Теперь мы собираемся ввести эти данные в уравнение.

a = Ф / м

а = 50/10

a = 5 м / с2

Вот и все! Ускорение мяча 5 м / с2.

Истребитель

Истребитель F-35 вызван с авианосца Эйзенхауэр для проверки определенного события в Атлантическом океане. В полете реактивный истребитель имеет огромную тягу в 200000 Н, продвигая реактивный самолет вперед. Масса F-35 – 16000 кг. Предполагая, что векторная сумма сил от аэродинамического сопротивления, силы тяжести и тяги истребителя действительно равна 200.000 Н, рассчитайте ускорение истребителя.

Из этого вопроса мы можем сделать вывод, что:

F = 200,000 N

м = 16.000 кг

Теперь мы собираемся ввести эти данные в уравнение:

a = Ф / м

a = 200,000 / 16,000

a = 12,5 м / с2

Так же просто, как и в первом примере! Ускорение истребителя составляет 12,5 м / с2.

Заключение

Масса – это общее количество вещества в объекте, измеряемое в килограммах (кг).Сила – это толкание или притяжение объекта, измеряемое в ньютонах (Н). Ускорение – это скорость изменения скорости объекта, измеряемая в метрах в секунду в квадрате (м / с2). Второй закон Ньютона ввел уравнение для расчета ускорения. Однако, поскольку определение векторной суммы в реальной жизни слишком сложно, учителя делают векторную сумму в академических задачах постоянной, поэтому ученикам легче ее решать. Уравнение: F = m x a – , не забывайте об этом!

Оставьте первый комментарий ниже.

Уравнений движения для постоянного ускорения в одном измерении – College Physics

Мы могли бы знать, что чем больше ускорение, скажем, автомобиля, удаляющегося от знака «Стоп», тем больше смещение в данный момент времени. Но мы не разработали конкретное уравнение, связывающее ускорение и смещение. В этом разделе мы разработаем некоторые удобные уравнения для кинематических отношений, начиная с уже рассмотренных определений перемещения, скорости и ускорения.

Обозначение:

t , x , v , a

Во-первых, сделаем несколько упрощений в обозначениях. Принятие начального времени равным нулю, как если бы время измерялось секундомером, является большим упрощением. Поскольку прошедшее время есть, взятие означает, что последнее время на секундомере. Когда начальное время принимается равным нулю, мы используем индекс 0 для обозначения начальных значений положения и скорости. То есть – это начальная позиция , а – начальная скорость .Мы не ставим индексы на окончательные значения. То есть – это конечный момент времени , – это конечная позиция , а – это конечная скорость . Это дает более простое выражение для истекшего времени – сейчас,. Это также упрощает выражение для смещения, которое есть сейчас. Кроме того, это упрощает выражение для изменения скорости, которое есть сейчас. Подводя итог, используя упрощенные обозначения, с начальным временем, принятым равным нулю,

, где нижний индекс 0 обозначает начальное значение, а отсутствие нижнего индекса означает конечное значение в любом рассматриваемом движении.

Теперь мы делаем важное предположение, что ускорение постоянно . Это предположение позволяет нам избегать использования расчетов для определения мгновенного ускорения. Поскольку ускорение постоянно, среднее и мгновенное ускорения равны. То есть

, поэтому мы всегда используем символ ускорения. Предположение, что ускорение является постоянным, не серьезно ограничивает ситуации, которые мы можем изучить, и не ухудшает точность нашего лечения. Во-первых, ускорение равно постоянным в большом количестве ситуаций.Кроме того, во многих других ситуациях мы можем точно описать движение, приняв постоянное ускорение, равное среднему ускорению для этого движения. Наконец, в движениях, где ускорение резко меняется, например, когда автомобиль разгоняется до максимальной скорости, а затем тормозит до остановки, движение можно рассматривать в отдельных частях, каждая из которых имеет собственное постоянное ускорение.

Уравнение отражает тот факт, что при постоянном ускорении это просто среднее значение начальной и конечной скоростей.Например, если вы постоянно увеличиваете свою скорость (то есть с постоянным ускорением) с 30 до 60 км / ч, то ваша средняя скорость во время этого постоянного увеличения составляет 45 км / ч. Используя уравнение для проверки этого, мы видим, что

, что кажется логичным.

Расчет смещения: как далеко пробегает бегунок?

Бегун бежит по прямому участку дороги со средней скоростью 4,00 м / с в течение 2,00 мин. Какова его конечная позиция, если исходная позиция равна нулю?

Стратегия

Нарисуйте эскиз.

Конечная позиция определяется уравнением

Чтобы найти, мы идентифицируем значения, , и из постановки задачи и подставляем их в уравнение.

Решение

1. Определите известные. , , а также .

2. Введите известные значения в уравнение.

Обсуждение

Скорость и конечное смещение положительны, что означает, что они направлены в одном направлении.

Уравнение дает представление о взаимосвязи между смещением, средней скоростью и временем. Это показывает, например, что перемещение является линейной функцией средней скорости. (Под линейной функцией мы подразумеваем, что смещение зависит от , а не от , возведенного в какую-либо другую степень, например, . На графике линейные функции выглядят как прямые линии с постоянным наклоном.) В поездке на автомобиле для Например, если мы усредним 90 км / ч, мы продвинемся вдвое дальше, чем если бы мы усреднили 45 км / ч.

Между смещением и средней скоростью существует линейная зависимость. В течение заданного времени объект, движущийся в два раза быстрее, чем другой объект, будет перемещаться вдвое дальше другого объекта.

Расчет конечной скорости: самолет замедляется после приземления

Самолет приземляется с начальной скоростью 70,0 м / с, а затем замедляется на 40,0 с. Какова его конечная скорость?

Стратегия

Нарисуйте эскиз. Мы рисуем вектор ускорения в направлении, противоположном вектору скорости, потому что самолет замедляется.

Решение

1. Определите известные. ,,.

2. Определите неизвестное. В данном случае это конечная скорость .

3. Определите, какое уравнение использовать. Мы можем рассчитать конечную скорость, используя уравнение.

4. Подставьте известные значения и решите.

Обсуждение

Конечная скорость намного меньше начальной скорости, требуемой при замедлении, но все же положительная. С помощью реактивных двигателей обратная тяга могла поддерживаться достаточно долго, чтобы остановить самолет и начать движение назад.На это указывает отрицательная конечная скорость, чего здесь нет.

Самолет приземляется с начальной скоростью 70,0 м / с и замедляется до конечной скорости 10,0 м / с, прежде чем направиться к терминалу. Обратите внимание, что ускорение отрицательное, потому что его направление противоположно его скорости, которая положительна.

Уравнение не только помогает при решении проблем, но и дает нам представление о взаимосвязях между скоростью, ускорением и временем.Из него видно, например, что

  • Конечная скорость зависит от того, насколько велико ускорение и как долго оно длится
  • , если ускорение равно нулю, то конечная скорость равна начальной скорости, как и ожидалось (т.е. скорость постоянна)
  • , если отрицательное, то конечная скорость меньше начальной скорости

(Все эти наблюдения соответствуют нашей интуиции, и всегда полезно исследовать основные уравнения в свете нашей интуиции и опыта, чтобы убедиться, что они действительно точно описывают природу.)

Установление соединений: соединение в реальном мире

Космический шаттл Endeavour стартует из Космического центра Кеннеди в феврале 2010 г. (Источник: Мэтью Симантов, Flickr)

Межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) имеет большее среднее ускорение, чем космический шаттл, и достигает большей скорости в первые две минуты полета (фактическое время горения межконтинентальной баллистической ракеты засекречено – ракеты с коротким временем горения сложнее для противника. разрушать).Но космический шаттл получает большую конечную скорость, так что он может вращаться вокруг Земли, а не сразу возвращаться вниз, как это делает межконтинентальная баллистическая ракета. Космический шаттл делает это за счет более длительного ускорения.

Что еще мы можем узнать, исследуя уравнение? Мы видим, что:

  • Смещение зависит от квадрата истекшего времени, когда ускорение не равно нулю. На (Рисунок) драгстер преодолевает только четверть общего расстояния за первую половину прошедшего времени
  • , если ускорение равно нулю, то начальная скорость равна средней скорости () и становится

Расчет конечной скорости: драгстеры

Рассчитайте окончательную скорость драгстера (рисунок) без использования информации о времени.

Стратегия

Нарисуйте эскиз.

Уравнение идеально подходит для этой задачи, поскольку оно связывает скорости, ускорение и смещение и не требует информации о времени.

Решение

1. Определите известные значения. Мы знаем это, поскольку драгстер стартует из состояния покоя. Затем мы отмечаем, что (это был ответ на (Рисунок)). Наконец, было дано среднее ускорение.

2. Подставьте известные значения в уравнение и решите относительно

Таким образом,

Чтобы получить, извлекаем квадратный корень:

Обсуждение

145 м / с – это около 522 км / ч или около 324 миль / ч, но даже эта головокружительная скорость отстает от рекорда для четверти мили.Также обратите внимание, что квадратный корень имеет два значения; мы взяли положительное значение, чтобы указать скорость в том же направлении, что и ускорение.

Изучение уравнения может дать дальнейшее понимание общих соотношений между физическими величинами:

  • Конечная скорость зависит от того, насколько велико ускорение и расстояние, на котором оно действует
  • При фиксированном замедлении автомобиль, который едет вдвое быстрее, не просто останавливается на удвоенном расстоянии – для остановки требуется гораздо больше времени.(Вот почему у нас есть зоны с пониженной скоростью возле школ.)

Объединение уравнений

В следующих примерах мы дополнительно исследуем одномерное движение, но в ситуациях, требующих немного большего количества алгебраических манипуляций. Примеры также дают представление о методах решения проблем. В рамке ниже приведена простая ссылка на необходимые уравнения.

Расчет смещения: как далеко уходит автомобиль при остановке?

На сухом бетоне автомобиль может замедляться со скоростью, тогда как на мокром бетоне он может замедляться только с.Найдите расстояния, необходимые для остановки автомобиля, движущегося со скоростью 30,0 м / с (около 110 км / ч) (а) по сухому бетону и (б) по мокрому бетону. (c) Повторите оба вычисления, найдя смещение от точки, где водитель видит, что светофор становится красным, принимая во внимание время его реакции 0,500 с, чтобы он нажал ногу на тормоз.

Стратегия

Нарисуйте эскиз.

Чтобы определить, какие уравнения лучше всего использовать, нам нужно перечислить все известные значения и точно определить, что нам нужно решить.Мы сделаем это явно в следующих нескольких примерах, используя таблицы для их выделения.

Решение для (а)

1. Определите, что мы знаем и что мы хотим решить. Мы знаем это ; ; (отрицательно, потому что направление противоположно скорости). Принимаем равным 0. Ищем смещение, или.

2. Найдите уравнение, которое поможет решить проблему. Лучшее уравнение для использования –

.

Это уравнение лучше всего, потому что оно включает только одно неизвестное,.Нам известны значения всех других переменных в этом уравнении. (Существуют и другие уравнения, которые позволят нам решить для, но они требуют, чтобы мы знали время остановки, которое мы не знаем. Мы могли бы использовать их, но это потребовало бы дополнительных вычислений.)

3. Перепишите уравнение, для которого нужно найти.

4. Введите известные значения.

Таким образом,

Решение для (b)

Эта часть может быть решена точно так же, как и часть A. Единственная разница в том, что замедление есть.Результат

Решение для (c)

После реакции водителя тормозной путь будет таким же, как в частях A и B для сухого и влажного бетона. Итак, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно рассчитать, как далеко проехал автомобиль за время реакции, а затем добавить это время ко времени остановки. Разумно предположить, что скорость остается постоянной в течение времени реакции водителя.

1. Определите, что мы знаем и что мы хотим решить. Мы знаем это ; ; .Принимаем за 0. Ищем.

2. Определите лучшее уравнение для использования.

работает хорошо, потому что единственное неизвестное значение – это то, что мы хотим найти.

3. Подключите известные знания, чтобы решить уравнение.

Это означает, что автомобиль движется на 15,0 м, пока водитель реагирует, в результате чего общее смещение в двух случаях с сухим и мокрым бетоном на 15,0 м больше, чем при мгновенной реакции.

4. Добавьте смещение во время реакции к смещению при торможении.

  1. 64,3 м + 15,0 м = 79,3 м в сухом виде
  2. 90,0 м + 15,0 м = 105 м во влажном состоянии

Расстояние, необходимое для остановки автомобиля, сильно различается в зависимости от дорожных условий и времени реакции водителя. Здесь показаны значения тормозного пути для сухого и мокрого покрытия, рассчитанные в этом примере для автомобиля, изначально движущегося со скоростью 30,0 м / с. Также показаны общие расстояния, пройденные от точки, где водитель впервые видит красный свет, при условии, что время реакции составляет 0,500 с.

Обсуждение

Смещения, найденные в этом примере, кажутся разумными для остановки быстро движущегося автомобиля. Остановка автомобиля на мокром асфальте займет больше времени, чем на сухом. Интересно, что время реакции значительно увеличивает смещения. Но важнее общий подход к решению проблем. Мы идентифицируем известные и определяемые величины, а затем находим соответствующее уравнение. Часто есть несколько способов решить проблему.Фактически, различные части этого примера могут быть решены другими методами, но решения, представленные выше, являются самыми короткими.

Расчет времени: автомобиль вливается в движение

Предположим, автомобиль выезжает на автомагистраль на съезде длиной 200 м. Если его начальная скорость составляет 10,0 м / с, а скорость ускоряется, сколько времени потребуется, чтобы преодолеть 200 м по рампе? (Такая информация может быть полезна транспортному инженеру.)

Стратегия

Нарисуйте эскиз.

Нас просят решить на время.Как и раньше, мы идентифицируем известные величины, чтобы выбрать удобную физическую связь (то есть уравнение с одной неизвестной,).

Решение

1. Определите, что мы знаем и что мы хотим решить. Мы знаем это ; ; а также .

2. Нам нужно решить проблему. Выберите лучшее уравнение. работает лучше всего, потому что единственное неизвестное в уравнении – это переменная, для которой нам нужно решить.

3. Нам нужно будет изменить уравнение, для которого нужно найти.В этом случае будет проще сначала подключить известные.

4. Упростите уравнение. Единицы измерения (м) отменяются, потому что они есть в каждом члене. Мы можем получить единицы секунд, которые нужно отменить, взяв, где – величина времени, а s – единица измерения. Остается

5. Используйте формулу корней квадратного уравнения, чтобы найти .

(a) Переставьте уравнение, чтобы получить 0 на одной стороне уравнения.

Это квадратное уравнение вида

, где указаны константы.

(b) Его решения даются квадратной формулой:

Это дает два решения для

В данном случае время равно в секундах или

Отрицательное значение времени неразумно, так как это будет означать, что событие произошло за 20 секунд до начала движения. Мы можем отказаться от этого решения. Таким образом,

Обсуждение

Каждый раз, когда уравнение содержит неизвестный квадрат, будет два решения.В некоторых проблемах имеют смысл оба решения, но в других, таких как вышеупомянутое, разумно только одно решение. Ответ 10,0 с кажется разумным для типичной автострады на съезде.

Освоив основы кинематики, мы можем перейти ко многим другим интересным примерам и приложениям. В процессе разработки кинематики мы также увидели общий подход к решению проблем, который дает как правильные ответы, так и понимание физических взаимоотношений. В разделе «Основы решения проблем» обсуждаются основы решения проблем и описывается подход, который поможет вам добиться успеха в этой бесценной задаче.

Установление связей: эксперимент на вынос – последние новости

Мы использовали единицы СИ – метры в секунду в квадрате, чтобы описать некоторые примеры ускорения или замедления автомобилей, бегунов и поездов. Чтобы лучше понять эти числа, можно измерить замедление при торможении автомобиля, выполняющего медленную (и безопасную) остановку. Напомним, что для среднего ускорения. Путешествуя в машине, медленно нажимайте на тормоза, когда подойдете к знаку остановки. Попросите пассажира записать начальную скорость в милях в час и время, необходимое (в секундах) для остановки.Отсюда рассчитайте замедление в милях в час в секунду. Преобразуйте это в метры на секунду в квадрате и сравните с другими замедлениями, упомянутыми в этой главе. Рассчитайте пройденное расстояние при торможении.

Проверьте свое понимание

Ракета во время запуска ускоряется. Сколько времени нужно, чтобы ракета достигла скорости 400 м / с?

Ускорение тела – Физика тела: движение к метаболизму

Первый закон Ньютона говорит нам, что нам нужна чистая сила, чтобы создать ускорение.Как и следовало ожидать, большая чистая сила вызовет большее ускорение, а та же чистая сила даст меньшую массу – большее ускорение. Второй закон Ньютона суммирует все это в одно уравнение, связывающее чистую силу, массу и ускорение:

(1)

В поисках ускорения от Net Force

Если мы знаем чистую силу и хотим найти ускорение, мы можем решить Второй закон Ньютона для ускорения:

(2)

Теперь мы видим, что большие результирующие силы создают большие ускорения, а большие массы уменьшают величину ускорения.Фактически, масса объекта является прямой мерой сопротивления объекта изменению его движения или его инерции.

В поисках чистой силы от ускорения

Повседневный пример: открытие парашюта

В предыдущей главе мы обнаружили, что если раскрытие парашюта замедляет парашютиста с 54 м / с до 2,7 м / с всего за 2,0 с времени, то среднее ускорение вверх составляет 26 м / с. / с . Если масса парашютиста в нашем примере составляет 85 кг , какова средняя чистая сила , действующая на человека?

Начнем со второго закона движения Ньютона

Введите наши значения:

Человек испытывает среднюю чистую силу 2200 Н , направленную вверх во время открытия желоба.Когда желоб начинает открываться, положение тела сначала меняется на ноги, что значительно снижает сопротивление воздуха, поэтому сопротивление воздуха больше не уравновешивает вес тела. Следовательно, привязь должна выдерживать вес тела и обеспечивать дополнительную неуравновешенную силу 2200 Н , направленную вверх на человека. Масса тела парашютиста составляет F г = 85 кг x 9,8 м / с = 833 Н , поэтому сила, действующая на него от подвески, должна составлять 2833 Н. Эта сила на самом деле больше, чем в три раза больше веса их тела, но распределяется по широким лямкам, образующим ножные обхваты и поясную петлю обвязки, что помогает предотвратить травмы.

Посмотрите это моделирование, чтобы увидеть, как силы объединяются для создания общих сил и ускорений:

При отсутствии сопротивления воздуха тяжелые предметы падают не быстрее, чем более легкие, и все предметы падают с одинаковым ускорением. Нужны экспериментальные доказательства? Посмотрите это видео:

Интересная особенность нашей Вселенной заключается в том, что одно и то же свойство объекта, в частности его масса, определяет как силу тяжести, действующую на него, так и его сопротивление ускорениям или инерции.Другими словами, инертная масса и гравитационная масса эквивалентны. Вот почему ускорение свободного падения для всех объектов имеет величину 9,8 м / с / с , как мы покажем в следующем примере.

Повседневный пример: свободное падение

Давайте вычислим начальное ускорение нашего парашютиста в момент прыжка. В этот момент у них есть сила тяжести, тянущая их вниз, но они еще не набрали никакой скорости, поэтому сопротивление воздуха (сила сопротивления) равно нулю.Таким образом, результирующая сила – это просто сила тяжести, потому что это единственная сила, поэтому в этот момент они находятся в свободном падении. Начиная со Второго закона Ньютона:

(3)

Гравитация – это чистая сила в данном случае, потому что это единственная сила, поэтому мы просто используем формулу для вычисления силы тяжести у поверхности Земли, добавляем отрицательный знак, потому что это наше отрицательное направление вниз (), и вводим это значение для чистая сила::

(4)

Мы видим, что масса сокращается,

(5)

Мы видим, что наше ускорение отрицательное, что имеет смысл, поскольку ускорение направлено вниз.Мы также видим, что величина или величина ускорения составляет g = 9,8 м / с 2 . Мы только что показали, что при отсутствии сопротивления воздуха все объекты, падающие у поверхности Земли, будут испытывать ускорение, равное по размеру 9,8 м / с 2 , независимо от их массы и веса . Будет ли ускорение свободного падения -9,8 м / с / с или +9,8 м / с / с , зависит от того, выбрано ли направление вниз: отрицательное или положительное.

Что такое физика формулы ускорения – и чем она не является – Laboratório Santé

Введите номер модели, чтобы убедиться, что он подходит. Я постараюсь связаться с вами, когда это возможно. Скажем, например, что вы владелец прилавка с продуктами и хотите использовать Excel, чтобы вычислить сумму, которую должен каждый покупатель.

Игра с формулой ускорения с физикой

Поперечная масса обычно измеряется как доля от общей массы автомобиля. https: // www.aoupz.com/archives/4495 Это похоже на нажатие педали газа в машине на прямом участке автострады. То же самое и с задними шинами. Давайте сначала посмотрим на скорость.

Один раз сделав это, вы получите самую первую производную. Например, вы заметите, что многие формулы физики, с которыми вы столкнетесь в этом году, используют несколько констант, таких как g, ускорение свободного падения. Мы до сих пор не понимаем, каковы константы пропорциональности для этой дилеммы.Эти уравнения называются кинематическими уравнениями.

https://bomikado.ir/the-mystery-of-what-is-a-math-factor-no-one-is-talking-about-2/

Человек должен включать данные о направлении, чтобы полностью описать скорость объекта. Файлы cookie используются в браузере только для улучшения взаимодействия с пользователем. Большинство мужчин и женщин считают скорость и скорость одинаковыми и могут даже применять эти термины как синонимы. Часто вы будете отображать относительно постоянные данные.

Характеристики формулы ускорения по физике

Они также могут использоваться для проверки обоснованности более точных расчетов. Вышеупомянутая формула представляет собой сокращенный подход к определению нормальной скорости объекта. Это настолько практичный метод, что мы будем использовать его снова и снова. Введите значение, которое вы хотите пересчитать. Измерение действительно самая важная часть нашей жизни.

Использование формулы ускорения по физике

Эти изменения являются результатом широты, высоты и окружения https: // blog.puavr.com/what-is-so-fascinating-about-life-definition-biology-3/ геологическое строение местности. В следующем разделе мы увидим, как g изменяется с глубиной под поверхностью планеты. Скорость – это размер движения. Вы должны возвести это расстояние в квадрат. Теперь определите местонахождение всего пройденного расстояния.

Если вы сегодня больше ничего не читаете, прочтите этот отчет по физике формулы ускорения

Что касается направления, во всех случаях оно должно быть направлено на середину небесного тела.Ключ ко всем этим забавам – это то, как шарики слизи управляются теми же физическими законами, что и в нашем мире. В середине Земли глубина от поверхности земли эквивалентна радиусу планеты. Человеческое тело способно справиться с разной величиной перегрузки в зависимости от того, перпендикулярно ли оно позвоночнику или вдоль него. В конце концов, именно сила помогает нам продолжать стоять на ногах.

Если перпендикулярно, многие люди могут выдержать 20 грамм в течение примерно десяти секунд, 10 грамм – мгновенно и 6 грамм – до десяти минут, без каких-либо серьезных последствий.Типичная формула скорости описывает связь между продолжительностью вашего маршрута и временем, которое может потребоваться для путешествия. Величина означает размер, а направление указывает курс, по которому движется товар.

В какой-то момент передние шины начнут скользить раньше задних, что является определением недостаточной поворачиваемости. Идеальная задняя часть имеет гораздо больший вес, чем левая задняя часть. Вопреки тому, что вы, возможно, слышали, именно ускорение делает поездку интересной. Давайте посмотрим на быстрый пример, чтобы понять разницу между скоростью и ускорением.

Формула ускорения Физика – Обзор

Чтобы вычислить скорость объекта, мы должны знать, как далеко он ушел и сколько времени потребовалось, чтобы добраться туда. Скорость, поскольку она добавляет направление, говорит вам, насколько быстро вы меняете свое положение. Он отличается тем, что зависит от обстоятельств, к которым он применяется.

История физики формулы ускорения опровергнута

Вы знаете тонны y-информации, поэтому мы можем использовать ее, чтобы получить время, которое может потребоваться, чтобы добраться до земли.Типичный расчет скорости указывает на типичную скорость всего пути, но мгновенная скорость указывает скорость в любой определенный момент поездки. Если выдержать более пары секунд, достаточно от 4 до 6 г, чтобы вызвать затемнение. Допустим, сейчас снежный момент. Например, во время обычного посещения школы скорость меняется очень часто. Для начала вы должны определить время, за которое Марио упал с края уступа на землю в каждой игре.

Тяжелое тело, движущееся с большой скоростью, трудно остановить.Это называется замедлением. Это происходит из-за ускорения, возникающего под действием силы тяжести. Чем быстрее вы поворачиваете, тем больше ускорение. Рассчитайте его нормальную скорость. Чем больше ускорение, тем больше изменение скорости за определенное время.

Поскольку жидкость несжимаема, точно такое же количество жидкости должно пройти через любое место в трубке в определенное время, чтобы гарантировать непрерывность потока. Таким образом, это векторная величина. Чтобы решить эту проблему, мы выполняем уравнение до и после.Точно такое же уравнение, используемое для определения величины g на поверхности Земли, можно также использовать для определения ускорения силы тяжести на поверхности разных планет.

Формула ускорения Физика – История

Помните, что вы всегда можете легко переключаться между ними в нашем инструменте! Исследования могут проводиться в лаборатории или с использованием моделирования и баз данных. Информация об одном из параметров может использоваться для определения неизвестной информации о других параметрах.Примеры Давайте рассмотрим несколько примеров.

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *